Текст книги "100 великих тайн океана"

Арктические вулканы

Но подводная вулканическая деятельность происходит не только в открытом океане. Оказывается, под толщами льдов Арктики и вод Северного Ледовитого океана тоже проходит гряда гор с действующими вулканами.

Особое внимание ученых этот регион привлек в 1999 году, когда сейсмографы зарегистрировали сильнейшие подземные толчки в подводном горном хребте Геккеля. Диапазон колебаний распространился по территории восточной Арктики на 1800 километров.

Тогда американский Океанический институт совместно с международной группой исследователей заявил о мощном взрыве глубоководного вулкана, поразив этим сообщением весь научный мир. Ведь прежде океанографы были уверены, что подобная вулканическая активность на столь огромной глубине невозможна.

Начало извержения арктического вулкана

Два года спустя, то есть в 2001 году, после тщательной подготовки к берегам Северного Ледовитого океана отправилась научная экспедиция. Специалисты, прибывшие на место предполагаемого извержения, как говорится, смогли убедиться воочию, что вулканы под водой Арктики и впрямь есть и что они извергаются. Более того, ученым удалось даже зарегистрировать ряд глубоководных толчков небольшой силы.

Таким образом, исследователи подтвердили события, произошедшие в 1999 году. Им также удалось найти куски горной породы – вулканического пепла, – разбросанные силой взрыва по площади около 10 квадратных километров.

Факт вулканического извержения поставил перед исследователями закономерный вопрос: как лава, «придавленная» огромной толщей воды, смогла прорвать 4-километровый покров земли? Версия ученых прозвучала так: над областью лавы образовалась пустота, которая постепенно стала заполняться углекислым газом. Скопившись, газ начал с огромной силой давить на земную кору изнутри и в конце концов нашел выход, вырвавшись на поверхность вместе с магмой и горной породой. Струя газа, пепла и камней имела высоту до 2 километров.

Остается только предполагать, какое количество газа скопилось в подземной камере за долгие годы!

Подводные грязевые вулканы

Грязевые вулканы – сложное, во многом еще до сих пор загадочное геологическое явление. Конечно, по мощи им до своих огненных собратьев далеко, ведь из их чрева извергается не лава, а грязевые массы, газы, вода и нередко даже нефть.

Однако и этот булькающий кисель способен нанести немалый вред, особенно если активность такого вулкана достаточно велика. Так, в XV веке грязевый вулкан похоронил под собой азербайджанское село Кехнагяды, полностью залив его потоками грязи.

Следует отметить, что грязевые вулканы известны во многих районах мира. Они есть на Апшеронском полуострове и в Восточной Грузии, на Таманском и Керченском полуостровах, в Албании, Румынии, Италии, Исландии и Америке.

Широкое распространение грязевых вулканов характерно также для острова Сахалин, островов Хонсю и Хоккайдо (Япония) и для Новой Зеландии.

В западном полушарии грязевые вулканы известны на острове Тринидад (государство Тринидад и Тобаго), в Венесуэле и в Северной Колумбии; они есть также на побережье Мексиканского залива, в Калифорнии, в Гренландии и в Исландии.

По количеству грязевых вулканов первое место в мире занимает Азербайджан: из около 800 известных на Земле вулканов на его долю приходится почти 350.

Крупнейшие грязевые вулканы имеют диаметр порядка 10 километров и высоту до 700 метров.

В разных странах эти объекты называют по-разному. Например, в Италии это сальзы (грязницы), маклубы (разрушители), салинеллы (соляницы), боллитори (кипящие), в Боливии – вулканитос, в Исландии – номары. Порой в их названиях звучит звукоподражание, например, «пильпиля» («буль-буль»). В России их иногда величают горелыми горами.

Свою активность грязевые вулканы обычно демонстрируют на суше, однако случаются и на морском дне. Так, по сообщениям прессы, 4 июня 2008 года свидетелями извержения подобного вулкана стали тысячи отдыхавших на берегу Азовского моря. В 150 метрах от берега внезапно проснулся подводный грязевой вулкан. Извержение продолжалось несколько дней, высота вулканических выбросов достигала 10 метров. В результате в море образовался небольшой остров.

Грязевой вулкан Хакон Мосбю

Но, пожалуй, больше всего подводных грязевых вулканов находится в Каспийском море: здесь с помощью различных методов исследования морского дна было выявлено более 136 грязевулканических структур.

На дне Черного и Средиземного морей, исследованных менее досконально, обнаружено 25 и 16 грязевых вулканов соответственно.

Довольно широко подводные вулканы распространены на шельфах океанов и внешних морей. Их присутствие установлено в пределах западного и восточного тихоокеанского побережий, на шельфах Атлантического океана, Норвежского и Баренцева морей. Ученые долгое время сомневались, что грязевые вулканы могут находиться и в Арктике. Однако когда произвели съемку морского дна, сомнения в том отпали. Самый крупный из грязевых вулканов, глубиной 15–20 метров и кратером шириной 700 метров, был обнаружен в районе острова Медвежий.

Помимо того что морские грязевые вулканы любопытны с чисто научной точки зрения, их изучение представляет и немалый практический интерес. Например, в качестве важных источников атмосферного и гидросферного метана.

Однако вклад подводных грязевых вулканов в общий баланс этого парникового газа количественно оценить пока не удается: слишком мало еще собрано сведений об этих странных геологических образованиях. В частности, неизвестно, какую роль в круговороте играют окисляющие метан микроорганизмы, во множестве обитающие в окрестностях таких вулканов.

Чтобы разобраться в этом вопросе, группа немецких и французских микробиологов, океанографов и генетиков исследовала микробное сообщество крупного подводного грязевого вулкана Хакон Мосбю, расположенного в Баренцевом море на глубине 1250 метров.

Вулкан, представляющий собой округлое образование диаметром около километра и высотой около 10 метров, выделяет в воду большие количества грязи и газов, среди которых более 99 % составляет метан. Вся эта масса поступает из земных недр по каналу, уходящему в глубину на 2–3 километра. Исследователи проанализировали пробы, взятые из трех четко различающихся концентрических участков, заселенных примитивными организмами (в частности, бактериями и некоторыми червями): из центра вулкана, где видимые признаки жизни отсутствуют, из зоны бактериальных матов, где преобладает нитчатая бактерия, окисляющая сульфиды при помощи кислорода до серы или сульфатов, и из зоны массовых поселений кольчатых червей сибоглинид, живущих в трубках.

В результате проведенных исследований ученые выяснили, что все эти три сообщества, по-видимому, не справляются с переработкой даже половины метана, выбрасываемого вулканом. По расчетам исследователей, «центральное» сообщество аэробных микроорганизмов утилизирует 3,2 тонны метана в год, уникальное сообщество зоны бактериальных матов – около 30 тонн, сообщество зоны червей – около 50 тонн. Вулкан же выбрасывает от 200 до 650 тонн метана в год.

Сообщества микроорганизмов, существующие вблизи других изученных подводных источников метана, работают намного эффективнее. Низкая эффективность сообщества грязевого вулкана объясняется дефицитом окислителей. А это, в свою очередь, обусловлено химическими и гидрологическими особенностями столь необычного биотопа.

Большие количества холодных растворов, насыщенных метаном и лишенных кислорода и сульфатов, просачиваются здесь из морского дна на огромной территории, препятствуя проникновению окислителей из вышележащих слоев воды.

«Черные курильщики»

Когда ученые с помощью глубоководных исследовательских батискафов стали активно изучать дно Мирового океана, помимо гигантских трещин в земной коре, высоких горных хребтов, вулканов и необычных лавовых образований они обнаружили и своеобразные подводные гейзеры. Ими оказались горячие источники вдоль границ раздвигания дна, или спрединга.

Подводные гейзеры, которые называют «черными курильщиками»

Впервые подобные образования были выявлены на дне Красного моря, а затем их стали находить и в других районах Мирового океана.

Эти горячие источники, называемые также «черными курильщиками» и «белыми курильщиками», выбрасывают горячую воду из отверстий на дне океана. Вода в черном источнике имеет температуру не менее 350° С. Она настолько горячая, что может расплавить даже пластмассовые стержни, на которых держатся термометры океанографов. В белом же источнике вода немного холоднее.

Горячие источники находятся на глубине около 2500 метров ниже поверхности океана. Из-за наличия на таких глубинах высокого давления вода в них не кипит.

Геологи считают, что горячие источники образуются в результате попадания холодной воды океана в земную кору, где она нагревается поднимающейся из мантии магмой. Когда же горячая вода из «курильщиков» попадает в холодные придонные слои океана, то существенно охлаждается. И по мере охлаждения из нее выделяются минералы, которые и осаждаются вокруг отверстий в виде структур, напоминающих дымоходы. Они представляют собой холмы ценных минеральных отложений средней высотой до 10 метров.

14 марта 1991 года на Восточно-Тихоокеанский хребет опустился американский глубоководный аппарат «Алвин»: в этом районе происходило активное движение плит земной коры, и за счет их вулканической деятельности рельеф океанского дна постоянно менялся. И в тот же день в ярком свете прожекторов ученым открылась нерадостная картина недавней катастрофы: вокруг чернели потоки свежей лавы. Некоторые из них успели расколоться и устилали дно подобно осколкам разбитого черного стекла. Из образовавшихся в морском дне щелей-рифтов вырывались струи горячей, «дымящейся» жидкости.

Во время повторного погружения, которое состоялось в марте следующего, 1992 года, ученые увидели, что на месте отдельных расщелин появились минеральные конусовидные кратеры, «дымящие» темными гидротермальными водами. Именно эти дымящиеся трубы, достигающие высоты в 20 и более метров, и были названы «черными курильщиками».

Кстати, некоторые из «курильщиков», обнаруженных исследователями в Калифорнийском заливе с борта глубоководного аппарата «Пайсис», имели высоту более 100 метров.

Роль «черных курильщиков» в жизни океана огромна. Дело в том, что именно взаимодействие морской воды с извергающимися вулканическими породами при температурах, близких к 400 градусам, создает мощный, постоянно обновляемый поток химических элементов и их соединений, вливающийся в океанские воды.

Горячая и кислая морская вода освобождают из вулканических скал металлы: железо, марганец, цинк и медь, а также восстановленную серу. В результате содержание металлов в горячих водах «черных курильщиков» превышает обычное для морской воды в сто миллионов раз.

В процессе дальнейших химических реакций в осадок выпадают сульфиды металлов и другие минералы, образуя железистые и марганцевые конусы высотой до нескольких десятков метров.

Геологов поражает скорость, с которой на дне океана возникают полиметаллические отложения: на это уходят не тысячелетия, а годы, а то и месяцы.

Безусловно, именно благодаря «черным курильщикам», которые служат своеобразными катализаторами химических реакций, происходит значительное ускорение геохимических процессов на морском дне.

Тайны моретрясений

4 ноября 1952 года в океане недалеко от южной оконечности Камчатского полуострова произошло землетрясение мощностью около 9 баллов. Образовавшееся при этом цунами практически полностью разрушило г. Северо-Курильск и привело к гибели более 2 тысяч человек.

Оставшиеся в живых свидетели трагедии отмечают, что в ночь с 4 на 5 ноября 1952 года население города было разбужено резкими подземными толчками, продолжавшимися несколько минут. Перепуганные люди выбежали на улицу. Когда земная твердь успокоилась, большинство из них вернулись в дома. Однако некоторые жители обратили внимание, что море отступило от скалистого берега на расстояние около 0,5 километра. Те, кто ранее был знаком с цунами, главным образом рыбаки, бросились к горам, несмотря на относительно спокойное море.

Через 45 минут после начала землетрясения со стороны океана послышался громкий гул, и спустя несколько секунд на Северо-Курильск обрушилась двигавшаяся с огромной скоростью гигантская волна. Но не прошло и нескольких минут, как она вновь отхлынула в море, обнажив дно пролива и унеся с собой все, что успела разрушить. Наступило очередное затишье.

Однако уже через четверть часа на город обрушилась вторая волна – высотой около 10 метров. Пройдя через весь город, она достигла склонов гор и лишь после этого начала скатываться обратно в море.

Через несколько минут после второй волны нагрянула более слабая третья волна, вынесшая на берег много унесенных прежде обломков…

26 декабря 2004 года. В 00: 59 по Гринвичу в Индийском океане, к западу от северной оконечности о. Суматра (в проливе между этим островом и небольшим островком Пулау Симеул), на глубине 40 километров произошло катастрофическое землетрясение с магнитудой 9 по шкале Рихтера.

Землетрясение было вызвано подвижками литосферы, в результате которых Бирманская тектоническая плита накренилась на запад, надвинувшись на Индийскую плиту.

Земная кора разверзлась, и на океанические воды был направлен мощнейший удар, приведший к возникновению огромной силы цунами.

Город Северо-Курильск сегодня

На востоке волны высотой 10–15 метров всей своей мощью обрушились на северо-западное побережье острова Суматра, смыв прибрежные города и погубив более 150 тысяч жителей. Затем волны цунами добрались до Никобарских островов, также смыв и разрушив все на своем пути. Уцелела лишь горстка людей, догадавшихся найти спасение на вершинах деревьев.

Двинувшись в Андаманское море, смертоносные волны обрушились на отдыхающих в Таиланде. Волна, распространившаяся на запад, со скоростью реактивного самолета пересекла Индийский океан и разбилась у берегов Индии и Шри-Ланки. Спустя 6 часов гигантские волны добрались до берегов Африки, а затем продолжили свой путь вокруг земного шара, пока не рассеялись в океане.

Цунами, обрушившееся на побережье со скоростью 700 км/час, унесло более 225 тысяч жизней, лишило средств к существованию миллионы людей. Землетрясение, исчисляемое магнитудой 9 баллов, стало самым мощным из когда-либо происходивших в данном регионе.

В то время как цунами разрушало прибрежные города и убивало сотни тысячи жителей, частые и непрекращающиеся сотрясения меняли форму океанического дна. Тектонические плиты прочно скрепились, надвинувшись одна на другую. Сжатие, согласно расчетам ученых, заставило планету вращаться на 3 микросекунды быстрее.

Подземные толчки изменили форму и положение практически всей Бирманской плиты, в особенности Андаманских и Никобарских островов, представлявших собой вершины подводного хребта. После вышеописанного землетрясения некоторые из Никобарских островов ушли под воду, а остров Тринкат раскололся на три части…

13 июня 2010 года. Мощное землетрясение силой 7,7 балла по шкале Рихтера произошло в Индийском океане, в 150 км западнее Никобарских островов. Эпицентр находился на глубине 35 километров…

Приведенные выше примеры говорят не только о том, сколь разрушительны и смертоносны землетрясения. Их объединяет еще один общий признак: все эти грандиозные возмущения Земли произошли в море.

Впрочем, жертвам стихии все равно, где зародилась смерть. Но вот ученым далеко не безразлично, в каком районе планеты землетрясение возникло, что послужило тому причиной, каковы механизмы его распространения и т. д.

В принципе сухопутные и морские землетрясения практически ничем не отличаются друг от друга. Тем не менее, чтобы землетрясения в море отличать от таковых на суше, их стали называть моретрясениями. Вообще же данная дихотомия носит чисто условный характер, ибо в основе и землетрясений, и моретрясений лежат одни и те же глобальные причины – тектонические явления в земной коре. И используется это деление лишь для того, чтобы подчеркнуть, где конкретно – на суше или в море – произошло данное явление. И если эпицентр такого землетрясения находится на дне моря или на суше, но вблизи от морского берега, то это – моретрясение. Сопровождается оно, как и любое событие, возникшее в результате смещений плит и разрывов в земной коре и верхней мантии, значительными изменениями в структуре океанического дна. Это хорошо видно на примере землетрясения 2004 года.

Подобные изменения происходят обычно в результате поднятий и опусканий блоков морского дна. Причем эти вертикальные подвижки достигают иногда огромных величин.

Так, в 1878 году между островами Занте и Крит во время моретрясения был разорван телеграфный кабель. При этом дно между пунктами разрыва оказалось настолько неровным, что новый кабель пришлось прокладывать в обход данного района.

Спустя 7 лет, в 1885 году, этот кабель был вновь порван при моретрясении, в ходе которого вместо глубин в 200 метров появились пропасти в 3000 метров.

В 1886 году произошел очередной разрыв кабеля: оказалось, что дно моря на этом участке опустилось еще на 400 метров. А ведь при землетрясениях на суше столь крупные вертикальные перемещения ни разу еще не были отмечены, хотя и не исключено, что в горах они тоже могут иметь место.

Предполагается, что «пусковой кнопкой» для большинства моретрясений являются тектонические явления в земной коре.

Так, кабель, протянутый поперек совершенно ровного дна в устье Ровумы (Восточная Африка), после каждого обрыва смещался в сторону. При этом все места разрыва лежали на сплошной прямой линии.

Гидрографические съемки восточных побережий Японии также показали, что после землетрясений подводные долины значительно углубляются, причем углубление сопровождается подводными оползнями рыхлых осадков.

Так, после Токийского землетрясения 1923 года было выявлено немало поднятий и опусканий дна до 40 метров и 60 метров соответственно. Было также отмечено 27 поднятий и опусканий дна в пределах 100 метров и шесть – в пределах 200 метров.

Во время подводных землетрясений происходит быстрое перемещение водной массы от берега и затем обратно к берегу. Обычно отступление водной массы от берега продолжается 5—35 минут и лишь в редких случаях – несколько часов. Так, при землетрясении в Перу в 1690 году отступившее от берегов море возвратилось назад только через 3 часа.

Во время Лиссабонского моретрясения 1755 года море, как обычно, сначала отступило, обнажив дно на значительном расстоянии, а затем мощная волна проникла на 15 километров вглубь суши, разрушив все, чему до этого удалось уцелеть.

Случается, что отступление моря с последующим его возвращением после одного и того же моретрясения повторяется по несколько раз.

Так, в 1877 году в Перу первая волна атаковала берег уже через полчаса после очень сильного удара, а на протяжении последующих 4 часов наблюдались еще 5 приливно-отливных волн, причем последняя, в 5 метров высотой, также сопровождалась сильным ударом. Да и приведенный выше пример с моретрясением на Камчатке говорит о том же.

Возникновение гигантских волн цунами связано либо с быстрым поднятием и опусканием значительных участков океанического дна, либо с сотрясением всей массы воды следующими друг за другом ударами, действие которых в итоге суммируется. Но так как рождения цунами в самóм океане, вдали от берегов, никто до сих пор воочию не наблюдал, то и четкого представления об этом явлении у специалистов пока нет.

Возможно, эти волны следует рассматривать как результат колебания всей массы воды в морском или океаническом бассейне – подобно тому, как колеблется вода в сотрясаемом сосуде, выплескиваясь то через один край, то через другой…

Острова играют в прятки

Большинство людей считают, что основная задача географов и мореплавателей, живших в прошлых веках, заключалась в том, чтобы открывать и изучать новые земли, острова, моря, реки, озера. Видимо, в основе подобных умозаключений лежат истории о великих путешественниках древности, которые открыли не просто неизвестные земли, а целые континенты, архипелаги и острова, высочайшие горы и величайшие реки и озера.

Но, как выясняется, ученые, занимающиеся исследованием Земли, не всегда только ищут и открывают неизвестные уголки планеты. Случается и такое, причем довольно часто, что тот или иной географический объект приходится, наоборот, «списывать» с лица Земли. По той простой причине, что он давно уже перестал существовать.

Остров Иоанна Богослова в Беринговом море

Так, до недавних пор, изображая на специальных картах дно Атлантического океана между Гренландией и Шпицбергеном, океанографы наносили на нее и большой хребет, называемый Порогом Нансена. Но при повторном исследовании этого района горного хребта на месте не оказалось. Вместо него эхолоты обнаружили отдельные, причем довольно значительные подводные горы, а между ними – широкие «проливы», глубина которых достигала 3000 метров.

Очень много аналогичных казусов происходит у берегов Антарктиды. Время от времени огромные айсберги отрываются от ледяного щита шестого материка и отправляются в длительное плавание по океаническим просторам. Объем воды в некоторых из этих путешествующих «водохранилищ» значительно превышает годовой сток многих крупных рек: например, Днепра и даже Волги!

Ученые подсчитали, что в результате этих потерь ледяные берега южного материка постепенно смещаются на север со скоростью от 50 до 500, а то и до 2000 метров в год. А это, естественно, приводит к постоянному изменению береговой линии Антарктиды и исчезновению многих географических районов.

Так, например, вместе с огромными айсбергами «уплыли» в океан мыс Эймери, бухты Торехавн, Эванса и Инграм. Исчезли заливы Маккензи и Прюдс. Пропала и Китовая бухта, которая, как оказалось, еще в 1940 году отплыла вместе с большим айсбергом на север.

Точно так же большой полуостров Челюскинцев, открытый советской антарктической экспедицией в 1956 году, постоянно меняя свои очертания, в конце концов оторвался в 1964 году от материка и, превратившись в ледяной остров площадью 5000 квадратных километров, был унесен течениями в теплые воды Индийского океана, где и растаял.

А в 1959 году советские ученые «убрали» с географических карт острова Мейсис-Айленд и Суэйнс-Айленд, открытые английским капитаном Суэйнсом еще в 1800 году. Как выяснилось, это тоже были айсберги. «Списать» пришлось даже вулкан Сьоволд высотой свыше 3000 метров.

Всего-навсего большими льдинами, которые вдруг «снялись с якоря» и отправились путешествовать по океану, оказались и известные острова Терра-Нова. Установила это в 1982 году кругосветная экспедиция, отправившаяся по следам первой русской экспедиции Ф.Ф. Беллинсгаузена и М.П. Лазарева.

Не следует думать, что подобные географические корректировки лика Земли происходят лишь в высоких широтах. Изредка встречаются они и в других, причем давно уже исследованных районах планеты. Так, например, с географических карт исчезли острова Гангес, которые в XVII веке были открыты испанскими мореплавателями.

Произошло это следующим образом. Во время одной из экспедиций в Тихий океан испанцы открыли острова Идху, Бонин и Волькано. Возвращаясь назад, путешественники не узнали их и дали им другое, общее название: острова Гангес. Вот так почти 300 лет, вплоть до 1965 года, и кочевали эти виртуальные острова с одной географической карты на другую.

А вот еще один любопытный случай из того же ряда. Рассказал о нем в своей книге «Занимательная география» Алексей Калугин: «Примером такого острова является расположенный в южной части Атлантического океана вблизи Антарктиды одинокий остров Буве, который теоретически принадлежит Норвегии.

Именно теоретически, т. к. этот вулканический остров, всегда окутанный непроглядным туманом, почти полностью скован льдом. Он был открыт в 1739 году французским капитаном Буве.

Но когда через несколько десятилетий в этих водах побывал известный английский мореплаватель Джеймс Кук, он не нашел здесь никакого клочка земли и выразил уверенность, что его предшественник нанес на карту айсберг, каких много плавает в этих водах. Почти через 200 лет капитан английской китобойной шхуны Линдсей случайно натолкнулся на остров, который как бы выплыл ему навстречу из тумана, и назвал его своим именем. Можете себе представить, каково было его разочарование, когда он вскоре узнал, что это был остров Буве.

Но вскоре об этом повторном открытии острова Буве забыли, и проплывавший в этих водах английский капитан Норрис, встретив его на своем пути, назвал этот остров Ливерпулем, тоже считая его новооткрытым. Одновременно он увидел здесь еще один остров, которому присвоил имя Томпсона.

Интересно, что в 1893 году существование двух островов подтвердил и американец Фуллер, но через пять лет моряки с немецкого корабля “Вальдивия” нашли здесь только одинокий остров Буве. Что же касается острова Томпсона, обозначенного “на всякий случай” на всех детальных английских морских картах, то его не нашли до сих пор».

Много неприятностей не только географам, но и правительствам отдельных стран причиняют вулканические острова, образующиеся ненадолго во время извержений подводных вулканов.

Так, 13 июля 1831 года в Средиземном море между островом Сицилия и африканским побережьем внезапно возникла новая земля, названная островом Юлии. Из-за чрезвычайно удобного географического положения остров тотчас привлек внимание Италии и Великобритании, но пока дискутировался вопрос о правах сторон на остров, его… размыло морем. Впрочем, после этого он возникал еще неоднократно, причем всякий раз получая новое имя.

Многократно появлялись, а потом исчезали в воде также вулканический остров Иоанна Богослова в Беринговом море и остров Фалькон в Тихом океане.

Случай же, произошедший в 30-х годах прошлого века, без колебаний можно отнести к географическим курьезам.

А. Кулагин рассказывает об этом следующее: «В 1935 году одна японская фирма продала американскому тресту по выращиванию тропических культур землю на нескольких небольших островах принадлежавшего тогда Японии Каролинского архипелага. Американцы хотели расширить свой бизнес. Однако когда нагруженное посевным материалом судно отправилось к островам, на месте их не оказалось. Как выяснилось, пока оформляли документы, эти острова поглотил океан».